近交系動物-浙江大學(xué)

康利軍浙江大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院浙江大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究所《實驗醫(yī)學(xué)與論理》實驗動物分類、命名及質(zhì)量控制一、實驗動物的生物學(xué)分類二、實驗動物的遺傳學(xué)分類

三、實驗動物的微生物學(xué)分類

原生動物門多孔動物門腔腸動物門扁形動物門線形動物門環(huán)節(jié)動物門軟體動物門節(jié)肢動物門棘皮動物門半索動物門脊索動物門（脊椎動物亞門）一、實驗動物的生物學(xué)分類動物分類：研究動物的種類、種類之間的親緣關(guān)系、動物界起源和演化等。主要根據(jù)內(nèi)部構(gòu)造、外部性狀、生活方式、生理習(xí)性、生物的發(fā)生和彼此間的血緣關(guān)系等特征，進行綜合研究，將特征相同或相似的動物歸為一類種（species）

、品種（stock）和品系（Strain）的概念

品種、品系的概念超出了一般動物學(xué)分類的概念，它們才是實驗動物分類的基本單位1.

相似的外貌特征:

同一品系或品種具有相同的外貌特征，如毛色。但不同品系、品種的動物也有外貌相似的。2.獨特的生物學(xué)特性:

獨特的生物學(xué)特性是一個品系、品種存在的基礎(chǔ)，在長期的研究過程中，在一些動物身上發(fā)現(xiàn)了所需要的不同于其他動物的生物學(xué)特性，進行定向選擇，將這些特性保留下來，成為今天為數(shù)眾多的品系、品種。每個品系、品種的生物學(xué)特性都有或多或少的差別。

3.穩(wěn)定的遺傳性能:

作為一個品系，不僅要有相似的外貌特征，獨特的生物學(xué)特性，更重要的是要有穩(wěn)定的遺傳性能，即在品系、品種自群繁殖時，能將其特性穩(wěn)定地傳給后代。換言之，就是一個品系、品種必須具有一定的育種價值。4.共同的遺傳來源和一定的遺傳結(jié)構(gòu):

任何品系、品種都可追溯到其共同的祖先，并由此分支經(jīng)選育而成，其遺傳結(jié)構(gòu)也應(yīng)是獨特的。二、實驗動物的遺傳學(xué)分類

實驗動物(laboratory

animals，LA)：由人工培育，來源清楚，遺傳背景明確，對其攜帶的微生物和寄生蟲進行監(jiān)控，用于生命科學(xué)研究、藥品與生物制品生產(chǎn)和檢定以及其他科學(xué)研究的動物。

遺傳學(xué)要求：

近交系、封閉群、雜交群微生物和寄生蟲控制要求：

普通級動物、清潔動物、無特定病原體動物、無菌動物應(yīng)用要求

：用于科學(xué)實驗Genetic

Defined

Animal不同基因型

相同基因型近交系雜交群（F1）封閉群突變系(一)近交系動物是指至少連續(xù)經(jīng)過20

代以上全同胞兄妹或親子交配，品系內(nèi)所有個體都可追溯到起源于第20

代或以后代數(shù)的一對共同祖先。近交系動物的近交系數(shù)（Inbreeding

Coefficient）應(yīng)大于

99%。近交系動物經(jīng)過20

代近交后，個體有98.6%的遺傳位點是純合的，個體間雜合基因僅僅剩余1.4%；不同近交系之間由于近交所固定的基因不同，相互間的遺傳差異會很大。

每個近交系都有各自特有的遺傳組成和生物學(xué)特性，在標(biāo)準(zhǔn)的飼養(yǎng)條件下能長期繁育傳代而性狀基本保持不變。

近交系(Inbred

Strain)近交系數(shù)（coefficientofinbreeding

,F):

一個個體在一個給定的位點，從其父母的一個共同祖先獲得兩個相同基因的概率。

根據(jù)近親交配的世代數(shù)，將基因的純化程度用百分比來表示。

血緣系數(shù)（coefficientofkinship,K）：兩個個體從一個共同祖先獲得同一個基因的概率。

同卵孿生子之間的基因組成完全相同時，血緣系數(shù)為100％。子代從雙親中獲得基因各一半，親子之間的血緣系數(shù)為50％。隨著近交代數(shù)增加，血緣系數(shù)相應(yīng)不斷升高，到第20代時血緣系數(shù)可以達到99.6%。

近交系的命名近交系的近交代數(shù)用大寫英文字母F表示。例如當(dāng)一個近交系動物的近交代數(shù)為57

代時，寫成（F57）亞系（substrain）:

育成的近交系在培育過程中，由于雜合子基因的分離，基因突變的產(chǎn)生以及抽樣誤差導(dǎo)致部分遺傳組成改變而形成遺傳差異的近交系動物群。亞系分化存在以下幾種情況：

1）同一近交系在兄妹交配40代以前分離(即分支發(fā)生于F20到F40之間)，很可能由于殘余雜合性而導(dǎo)致形成亞系。2）同一近交系長年處于分離狀態(tài)(100代以上)，可能由于突變形成亞系。

3）已發(fā)現(xiàn)有遺傳差異的品系產(chǎn)生，這種差異的原因可能是殘留雜合、突變或遺傳污染（geneticcontamination）(即一個近交系與非本品系動物之間雜交引起遺傳改變)。

亞系的命名

在原品系的名稱后加一道斜線后表明亞系的符號。

1）數(shù)字名稱

例：DBA/1，DBA/2

2）培育或產(chǎn)生亞系的單位或人的縮寫英文名稱。第一個字母大寫，隨后字母小寫。例：CBA/J

3）當(dāng)一個保持者保持的一個近交系具有兩個以上的亞系時，可用在數(shù)字后再加保持者的縮寫英文名稱來表示亞系。例：C57BL/6J，C57BL/10J

4）亞系命名方法例外情況：

一些建立及命名較早，且人們所知的近交系，亞系名稱可用小寫英文字母表示。例：BALB/c

C57BL/6JBALB/cDBA/2J常用亞系代號：近交系動物的特點1.遺傳基因位點的純合性2.遺傳組成的同源性3.長期遺傳的穩(wěn)定性4.遺傳特征的可辨性5.表型上的一致性6.遺傳組成的獨特性7.背景資料清楚8.國際分布廣泛9.對外界因素的敏感性10.生活力弱11.飼養(yǎng)成本高兩個無血緣關(guān)系的近交系動物進行交配，得到F2代，分組分別經(jīng)過連續(xù)20代以上的全同胞兄妹交配而育成的近交系列組動物。特殊類型的近交系重組近交系（recombinantinbredstrain,RI）同源突變系（coisogenicinbredstrain）兩個近郊系，除了一個指明位點等位基因不同以外，其他遺傳基因全部相同的品系。同源導(dǎo)入近交系（congenicinbredstrain）通過雜交-互交或回交等方式將一個基因?qū)氲浇幌抵?，由此形成一個新的近交系，與原品系只是在一個很小的染色體片段上基因不同。(一)封閉群動物以非近親交配方式進行繁殖生產(chǎn)的一個實驗動物種群，在不從其外部引入新個體的條件下，至少連續(xù)繁殖4代以上，稱為封閉群（Closed

Colony），亦稱遠(yuǎn)交群（Outbred

Stock）。

封閉群(closedcolony)哈迪-溫伯格（Hardy-Weinberg）定律（基因平衡定律）在隨機交配群體中，設(shè)一染色體上有兩種等位基因A和a的頻率分別為p和q，基因型AA、Aa和aa的頻率分別為p，2pq和q，則該群體為遺傳平衡群體，不隨世代變化。在世代間，遺傳平衡群體的等位基因頻率（群體中，一條染色體上某種等位基因數(shù)與該染色體上全部等位基因數(shù)之比）與基因型頻率（群體中，某基因型個體數(shù)與該群體全部個體數(shù)之比）的這種恒定關(guān)系，稱為哈迪-溫伯格（Hardy-Weinberg）定律，也稱基因平衡定律。

維持基因平衡的條件是：群體無限大，沒有突變、選擇、遷移和遺傳漂變。封閉群動物的特點1.既保持了群體的一般遺傳特性，又保持了個體間的雜合性；2.具有較強的繁殖能力和生產(chǎn)力；成本低、避免了近交衰退；3.封閉群中突變體所攜帶的突變基因通常導(dǎo)致動物在某些方面的異常，從而可以成為生理學(xué)、醫(yī)學(xué)生物學(xué)等研究的模型為了保持封閉群的遺傳異質(zhì)性及基因多態(tài)性的穩(wěn)定，引種或留種的動物數(shù)量還應(yīng)達到有效數(shù)量（不少于25對），避免近交系數(shù)隨繁殖代數(shù)增加而上升過快（每代近交系數(shù)上升不能超過1%）。封閉群的種群大小、選種方法及交配方法是關(guān)鍵因素常用封閉群的嚙齒類的實驗動物：昆明（KM）小鼠、NIH小鼠、LACA

小鼠、ICR小鼠、Wistar大鼠、SD大鼠、Hartley豚鼠、大耳白兔青紫蘭兔

大耳白兔Wistar大鼠昆明（KM）小鼠Hartley豚鼠青紫蘭兔(三)雜交群動物兩個近交系之間交配所繁殖的第一代動物，也稱雜交一代動物，簡稱F1（First

Generation）動物。不同于一般遺傳學(xué)上的F1（雜交一代）。兩個親雌雄互換會使F1代表型出現(xiàn)差異。特點：1）遺傳和表型上的均質(zhì)性；2）具有雜交優(yōu)勢；3）具有同基因性。

雜交群(Hybrid

Strain)雜交群的命名：以父系名稱在前，母系名稱在后，二者之間用大寫英文字母“X”相連表示雜交。將以上部分用括號括起，再在其后標(biāo)明雜交的代數(shù)（如F1、F2等）。

對品系或種群的名稱可使用通用的縮寫名稱。

例如：（C57BL/6XDBA/2）F1=B6D2F1

（NMRIXLAC）F2

B6D2F1三、實驗動物的微生物學(xué)分類

實驗動物(laboratory

animals，LA)：由人工培育，來源清楚，遺傳背景明確，對其攜帶的微生物和寄生蟲進行監(jiān)控，用于生命科學(xué)研究、藥品與生物制品生產(chǎn)和檢定以及其他科學(xué)研究的動物。

遺傳學(xué)要求：

近交系、封閉群、雜交群微生物和寄生蟲控制要求：

普通級動物、清潔動物、無特定病原體動物、無菌動物應(yīng)用要求

：用于科學(xué)實驗實驗動物微生物控制的重要性：1）人畜共患病可致人發(fā)病甚至死亡；2）引起實驗動物的疾病和死亡；3）干擾動物實驗結(jié)果鼠念珠桿菌鼠咬熱（rat-bitefever）一級

普通動物(conventional

animal，CV)

不攜帶主要人獸共患病原和動物烈性傳染病的病原。飼養(yǎng)于普通環(huán)境。

二級

清潔動物(clean

animal，CL)除一級動物應(yīng)排除的病原外，不攜帶對動物危害大和對科學(xué)研究干擾大的病原。

飼養(yǎng)于隔離環(huán)境。國家級標(biāo)準(zhǔn)。

三級

無特殊病原體動物(specific

pathogen

free

animal，SPF)除一、二級動物應(yīng)排除的病原外,不攜帶主要潛在感染或條件致病和對科學(xué)實驗干擾大的病